JP2001275541A - 病害虫防除・除草・殺菌用装置 - Google Patents
病害虫防除・除草・殺菌用装置Info
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Abstract
目的の領域以外に到達し、レーザーを照射させたくない
物体や作業者などに到達させることがない病害虫防除・
除草・殺菌用装置を提供すること。 【解決手段】レーザー発振装置、該レーザー発振装置か
ら発生したレーザービームをそれぞれ非平行とするため
のレンズシステム、および該レンズシステムを透過した
レーザービームを照射対象物において集束させて照射さ
せるための回転ミラーが配設されてなる病害虫防除・除
草・殺菌用装置。
Description
・殺菌用装置に関する。さらに詳しくは、レーザーがエ
ネルギーを集中させやすいという特性を利用し、病害虫
の防除、除草、殺菌などを行なうことができる病害虫防
除・除草・殺菌用装置に関する。
同位相性などにより、エネルギーを集中させやすいた
め、その性質を利用して、種々の材料の物理的加工など
に応用されている。また、レーザーは、植物や昆虫など
の組織を破壊するため、除草や病害虫の防除に応用する
ことができる。
集中させた形の平行ビームは、目的の作用領域を通過し
た後、あるいは対象物や障害物に照射されて反射した
後、エネルギーが集中したままの平行ビームとして目的
の領域以外に到達し、結果的にレーザーを照射させたく
ない物体や作業者などに至るおそれがある。
術に鑑みてなされたものであり、エネルギーが集中した
ままの平行ビームとして目的の領域以外に到達し、レー
ザーを照射させたくない物体や作業者などに到達させる
ことがない病害虫防除・除草・殺菌用装置を提供するこ
とを目的とする。
(1)レーザー発振装置、該レーザー発振装置から発生
したレーザービームをそれぞれ非平行とするためのレン
ズシステム、および該レンズシステムを透過したレーザ
ービームを照射対象物において集束させて照射させるた
めの回転ミラーが配設されてなる病害虫防除・除草・殺
菌用装置、(2)照射対象物においてレーザービームが
集束するように、レンズシステムにおけるレンズの配置
位置を調整するための制御装置が配設されてなる前記
(1)記載の病害虫防除・除草・殺菌用装置、ならびに
(3)照射対象物においてレーザービームが集束する位
置を把握するための監視カメラが配設されてなる前記
(1)または(2)記載の病害虫防除・除草・殺菌用装
置に関する。
用装置は、レーザー発振装置、該レーザー発振装置から
発生したレーザービームをそれぞれ非平行とするための
レンズシステム、および該レンズシステムを透過したレ
ーザービームを照射対象物において集束させて照射させ
るための回転ミラーが配設されたものである。
除・除草・殺菌用装置の一実施態様を図1に示す。
あり、レーザー発振装置1から発生したレーザービーム
は、レンズシステム2を透過する。このとき、レーザー
ビームは、レンズシステム2を透過することにより、そ
れぞれ非平行とされる。
ば、凹レンズおよび凸レンズを適宜組み合わせることに
よって構成される。このレンズシステム2に使用されて
いるレンズの配置、すなわちレンズの種類やレンズ間距
離などを適宜調整することにより、後述する回転ミラー
3からのレーザービームが照射対象物Pにおいて集束す
るように調整することができる。なお、レーザービーム
が照射対象物Pにおいて集束するようにするために、レ
ンズシステム2におけるレンズの配置位置を調整するた
めの制御装置4が配設されていてもよい。
ービームを照射対象物Pに向けて照射するために回転ミ
ラー3が設けられている。回転ミラー3としては、いわ
ゆるポリゴンミラーを用いることができる。なお、本発
明の装置には、照射対象物Pにおいてレーザービームが
集束する位置を把握するための監視カメラA5、監視カ
メラB6が配設されていてもよい。監視カメラA5、監
視カメラB6としては、例えば、ビデオカメラを用いる
ことができる。
元照射装置とに大別される。
る場合の態様について説明する。
ば、図1に示すo−xyz三次元座標系において、ハー
ドウェア許容範囲内の平面yzとする。
軸を中心にして回転する構造を有している。
軸は、例えば、図1に示されるように、それぞれ照射対
象物Pの平面のy軸とz軸方向と一致させることができ
る。この場合、両監視カメラA5、B6から入力される
画像Xおよび画像Yを基に、画像処理により、その動き
などから照射対象物Pを認識し、その位置の追尾を行な
う。
て、同一の構造を有し、レンズの焦点距離がピクセル値
でfと一致しているものを用いた場合の例について説明
する。
(a)に示されるように照射対象物Pの画像X中のピク
セル位置(単位はピクセル値)が(Px1,Pz1)であっ
て、図2(b)に示されるように画像Y中のピクセル位
置が(Px2,Py2)であることがわかったとする。
平面を横切る場合、プログラムは、照射対象物Pの三次
元での位置を追尾し、yz平面を通過する瞬間の位置と
時間を実時間で正確に予測する。このとき、同時にレー
ザービームの焦点位置をyz平面における照射対象物P
の通過予測位置とするために、焦点位置制御を行ない、
さらに回転ミラー3の回転角制御を並行して行なう。
を通過する時点で正確にレーザーを照射することができ
る。また、この照射されるレーザービームは、従来のよ
うに平行ビームではなく、非平行な集束レーザービーム
であるので、目的の領域以外にエネルギーが集中した状
態では到達しがたいという利点がある。
る場合の態様について説明する。
ば、図1に示すo−xyz三次元座標系において、ハー
ドウェア許容範囲内の平面yzとする。
2軸の周りを回転する構造を有している。
ぼ同一であるが、回転ミラー3の追尾が完了し、照射の
照準が整い次第、レーザーを照射することができる。
算アルゴリズムの一実施態様を以下に説明する。
z1)が画面上Pz =Pz0においてP z 軸に接近すること
が観測され、また図2(b)に示されるように、監視カ
メラB6により、照射対象物Pの画像中のピクセル位置
(単位はピクセル値)が(P x2,Py2)であって、画面
上Py =Py0においてPy 軸に接近することが観測され
たときには、Pの位置は、 (Px1,Pz1) ・・・・→ (0,Pz0) (Px2,Py2) ・・・・→ (0,Py0) となる。
は、それぞれ、 tanθ=Pz0/f tanφ=Py0/f で表される。さらに tan(π/2−φ)=1/ tanφ=f/Py0 より、直線S1 とS2 のyz平面内の方程式は、それぞ
れ z=(Pz0/f)・y + (Pz0/f)・C1 および z=(f/Py0)・y − C2 となるので、これらの交点は、 yP =〔(Pz0C1 +fC2 )/(f2 −Py0Pz0)〕
・Py0 zp =〔(Py0C2 +fC1 )/(f2 −Py0Pz0)〕
・Pz0 によって求められる(yP ,zP )となる。
ム2の焦点位置および回転ミラー3の回転角がこの点に
合うように、レンズシステム2に配置されたレンズの種
類やレンズ間距離を調整すればよい。
殺菌用装置によれば、従来のエネルギーが集中したまま
の平行ビームとしてレーザーが発せられる装置とは異な
り、非平行レーザーが発せられ、該ビームが目的物で集
束されるので、該レーザービームがエネルギーが集中し
た状態で目的の領域以外に到達することが回避されるた
め、レーザーを照射させたくない物体や作業者などにエ
ネルギーが集中した状態で到達させることを回避するこ
とができるという利点がある。
害虫駆除用車両の下面に設置し、該車両を作物の近傍に
走行させることにより、作物の病害虫の防除を簡便に行
なうことができるという利点がある。また、本発明の装
置は、その他、育苗施設におけるイネ病害虫の防除、植
物工場における作物病害虫の防除、食品貯蔵・加工施設
における害虫の防除、ダクト内の害虫通過阻止、家庭内
および屋外での衛生害虫や不快害虫の駆除などにも好適
に使用しうるものである。
に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。
およびCをそれぞれ別個に容積9×10-5m3 の空間に
閉じ込め、その空間における二酸化炭素の増加量を調べ
た。その結果を図3に示す。
Cの頭部に、それぞれ波長512nmのYag(イット
リウム・アルミニウム・ガーネット)レーザーのQスイ
ッチ出力をレンズで絞って照射した。照射開始から6時
間経過後、チャバネゴキブリの成虫A、BおよびCをそ
れぞれ別個に前記と同じ空間内に閉じ込め、その空間に
おける二酸化炭素の増加量を調べた。その結果を図4に
示す。
というごく短時間にレーザーを照射して単位時間あたり
のエネルギー照射を極度に大きくする手法であり、熱エ
ネルギーの大量の移動を伴わないので、発火の危険性を
最小限に抑えることができる。
ザーを照射することにより、チャバネゴキブリの活性度
が著しく阻害されていることがわかる。特に、成虫Cが
死亡していることが確認された。
ステムで絞って照射することにより、害虫などの駆除を
効率よく行なうことができることがわかる。
力を、レンズシステムを通さずに、葉位12のイネの葉
の表面に照射した。このとき、1回のレーザーの照射単
位面積エネルギーを342GW/m2 に固定し、1Hz
の繰り返し速度で同一点に1〜4回照射した。
て評価した。その結果を図5に示す。なお、評価基準
は、表1のとおりである。
は、2〜5日で増加し、その後は一定になることがわか
る。
が大きくなるが、この単位面積仕事率では1回の照射で
も葉に影響が与えられていることから、レーザーの出力
をレンズシステムで絞って単位面積エネルギーを高めて
照射すれば、イネの葉の病変組織を破壊するなどの植物
の病気の治療などを行なうことができる。
にレーザーを照射してこれを枯らすことにより、レーザ
ーを雑草防除に用いることも可能である。
れたダクト通過害虫防除システムの一実施態様を示す。
防除システムが配設された状態を示す概略説明図であ
る。また、図6(b)は、図6(a)において、A−A
部における断面図を示す。
ムを用いると、ダクト内に突起物や網を設ける必要がな
いので、これらの部材による空気抵抗がない状態で、効
率よく、ダクト内を通過する害虫を防除することができ
る。
・殺菌用装置が用いられた車両取付け型雑草害虫防除シ
ステムの一実施態様を示す。
システムが取付けられた車両の側面における概略説明図
である。また、図7(b)は、その車両の前面から見た
車両取付け型雑草害虫防除システムの概略説明図であ
る。
システムを用いると、化学的な農薬を使用する必要がな
いので、無農薬で農作物の病害虫防除、除草、殺菌など
を効率よく行なうことができる。
は、エネルギーが集中したままの平行ビームとして目的
の領域以外に到達し、レーザーを照射させたくない物体
や作業者などに到達させることがないという効果を奏す
る。
置の一実施態様を示す概略説明図である。
置を示す概略説明図である。
チャバネゴキブリの二酸化炭素増加量の経時変化を示す
図である。
にレーザーを照射した後の二酸化炭素増加量の経時変化
を示す図である。
のイネの葉への影響を調べた結果を示す図である。
除・除草・殺菌用装置が用いられた、ダクト内を通過す
る害虫を防除するためのシステムの一実施態様を示す図
である。
除・除草・殺菌用装置が用いられた、車両取付け型雑草
害虫防除システムの概略説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザー発振装置、該レーザー発振装置
から発生したレーザービームをそれぞれ非平行とするた
めのレンズシステム、および該レンズシステムを透過し
たレーザービームを照射対象物において集束させて照射
させるための回転ミラーが配設されてなる病害虫防除・
除草・殺菌用装置。 - 【請求項2】 照射対象物においてレーザービームが集
束するように、レンズシステムにおけるレンズの配置位
置を調整するための制御装置が配設されてなる請求項1
記載の病害虫防除・除草・殺菌用装置。 - 【請求項3】 照射対象物においてレーザービームが集
束する位置を把握するための監視カメラが配設されてな
る請求項1または2記載の病害虫防除・除草・殺菌用装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000096900A JP2001275541A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 病害虫防除・除草・殺菌用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000096900A JP2001275541A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 病害虫防除・除草・殺菌用装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001275541A true JP2001275541A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18611599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000096900A Pending JP2001275541A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 病害虫防除・除草・殺菌用装置 |
Country Status (1)
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- 2000-03-31 JP JP2000096900A patent/JP2001275541A/ja active Pending
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